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DE102008002949A1 - Verfahren und System für Kollimatoren mit einstellbarer Fokuslänge - Google Patents

Verfahren und System für Kollimatoren mit einstellbarer Fokuslänge

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Publication number
DE102008002949A1
DE102008002949A1 DE200810002949 DE102008002949A DE102008002949A1 DE 102008002949 A1 DE102008002949 A1 DE 102008002949A1 DE 200810002949 DE200810002949 DE 200810002949 DE 102008002949 A DE102008002949 A DE 102008002949A DE 102008002949 A1 DE102008002949 A1 DE 102008002949A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810002949
Other languages
English (en)
Inventor
James William Hugg
Floribertus P. M. Heukensfeldt Jansen
Jorge Uribe
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Filing date
Publication date

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/06Diaphragms for particular diagnostic applications, e.g. tomography, i.e. not of general applicability
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computerised tomographs
    • A61B6/037Emission tomography

Abstract

Die Ausführungsformen beziehen sich auf ein Bildgebungssystem (10), das eine Kollimatoranordnung (12) mit einer oder mehreren darin gebildeten Öffnungen (40) umfasst. Das Bildgebungssystem (10) umfasst ferner eine Detektoranordnung (14), die so konfiguriert ist, dass in Antwort auf Gammastrahlen (30), die durch die eine oder mehrere Öffnungen (40) durchgehen, ein oder mehrere Signale erzeugt werden. Das Bildgebungssystem (10) ist so konfiguriert, dass mindestens eine der einen oder mehreren Lochöffnungen (40) eine einstellbare Fokuslänge aufweist. Die Ausführungsformen beziehen sich auch auf Verfahren zum Ändern der Kollimatorleistung und Verfahren zur Bildgebung eines Volumens.

Description

  • HINTERGRUND
  • [0001]
    Die Erfindung bezieht sich allgemein auf nichtinvasive Bildgebung wie z. B. die Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT). Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf Bildgebungssysteme, die so eingerichtet sind, dass sie eine einstellbare Fokuslänge von einer Lochöffnung in einer Kollimatoranordnung zu einer Detektoranordnung aufweisen.
  • [0002]
    SPECT wird für eine große Vielzahl an Bildgebungsanwendungen, wie z. B. die medizinische Bildgebung, verwendet. Im Wesentlichen sind SPECT-Systeme Bildgebungssysteme, die so konfiguriert sind, dass sie basierend auf dem Auftreffen von Photonen (erzeugt durch ein Kernzerfallereignis) auf einen Gammastrahlendetektor ein Bild erzeugen. Im Kontext von Medizin und Forschung können diese detektierten Photonen verarbeitet werden, um ein Bild von Organen oder Geweben unter der Haut zu entwerfen.
  • [0003]
    Um ein Bild zu erzeugen, kann bzw. können eine oder mehrere Detektoranordnungen um ein Subjekt gedreht werden. Detektoranordnungen bestehen typischerweise aus verschiedenen Strukturen, die zusammenarbeiten, um die eingehenden Photonen zu empfangen und zu verarbeiten. Zum Beispiel kann die Detektoranordnung eine Szintillatoranordnung (z. B. große Szintillatorplatten aus Natriumiodid) verwenden, um die Photonen in sichtbares Licht umzuwandeln, das von einem optischen Sensor erfasst werden kann. Diese Szintillatoranordnung kann durch einen Lichtleiter mit mehreren Photovervielfacherröhren (PMTs) oder anderen Lichtsensoren verbunden sein, die das Licht der Szintillatoranordnung in ein elektrisches Signal umwandeln. Neben der Szintillatoranordnung-PMT-Kombination können auch pixilierte direkte Festumwandlungsdetektoren (z. B. CZT) verwendet werden, um aus dem Auftreffen der Photonen elektrische Signale zu erzeugen. Diese elektrischen Signale können übertragen, umgewandelt und von elektronischen Modulen in einem Datenerfassungsmodul verarbeitet werden, um das Betrachten und Handhaben durch Klinikpersonal zu vereinfachen.
  • [0004]
    Typischerweise umfassen SPECT-Systeme ferner eine Kollimatoranordnung, die an der Vorderseite des Gammastrahlendetektors angebracht sein kann. Im Wesentlichen ist die Kollimatoranordnung so gestaltet, dass die Photonen absorbiert werden, so dass nur die Photonen, die in bestimmte Richtungen wandern, auf die Detektoranordnung auftreffen. In bestimmten Fällen können Lochkollimatoren verwendet werden. Lochkollimatoren sind im Wesentlichen Kollimatoren mit einer oder mehreren darin gebildeten kleinen Lochöffnungen. Die durch diese Lochöffnungen durchgehenden Photonen projizieren im Wesentlichen ein invertiertes Bild der Quelle auf die Detekoranordnung.
  • [0005]
    Im Wesentlichen basieren die Auflösung und die Empfindlichkeit des Systems mindestens teilweise auf der Fokuslänge (d. h. dem Abstand von einer Lochöffnung zu der Detektoranordnung). Zum Beispiel kann das Bild vergrößert werden, wenn der Abstand von der Quelle zu der Lochöffnung kleiner ist als die Fokuslänge von der Lochöffnung zu der Detektoranordnung. Gleichermaßen kann das Bild verkleinert werden, wenn der Abstand von der Quelle zu der Lochöffnung größer ist als die Fokuslänge von der Lochöffnung zu der Detektoranordnung. Allerdings kann der Abstand zu der Quelle für jede Lochöffnung in der Kollimatoranordnung variieren. Als Beispiel wird, wenn eine Kollimatoranordnung mit mehreren Lochöffnungen um einen Thorax platziert wird, um ein Herz (das im Wesentlichen links anterior exzentriert ist) abzubilden, der Abstand von jeder Lochöffnung zum Herz typischerweise variieren.
  • KURZBESCHREIBUNG
  • [0006]
    Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Technik ein Bildgebungssystem bereit. Das Bildgebungssystem umfasst eine Kollimatoranordnung mit einer oder mehreren darin gebildeten Öffnungen. Das Bildgebungssystem umfasst ferner eine Detektoranordnung, die so konfiguriert ist, dass in Antwort auf Gammastrahlen, die durch die eine oder mehrere Öffnungen durchgehen, ein oder mehrere Signale erzeugt werden. Das Bildgebungssystem ist so konfiguriert, dass mindestens eine der einen oder mehreren Öffnungen eine einstellbare Fokuslänge aufweist.
  • [0007]
    Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Technik ein Bildgebungssystem bereit. Das Bildgebungssystem umfasst ein oder mehrere Lochdetektormodule. Jedes Lochdetektormodul umfasst einen Kollimator mit einer oder mehreren darin gebildeten Öffnung(en). Mindestens eins der Lochdetektormodule ist so konfiguriert, dass mindestens eine der einen oder mehreren darin gebildeten Öffnungen eine einstellbare Fokuslänge aufweist. Jedes Lochdetektormodul umfasst ferner eine Detektoranordnung, die so konfiguriert ist, dass in Antwort auf Gammastrahlen, die durch die eine oder mehreren Öffnungen durchgehen, ein oder mehrere Signale erzeugt werden.
  • [0008]
    Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Technik ein Verfahren zum Ändern der Kollimatorleistung bereit. Das Verfahren umfasst das Einstellen einer Fokuslänge zwischen einer Detektoranordnung und einer Lochöffnung in einer Kollimatoranordnung.
  • [0009]
    Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Technik ein Verfahren zum Abbilden eines Volumens bereit. Das Verfahren umfasst das Positionieren von mindestens einem Abschnitt eines Subjekts in einem Sichtfeld eines Einzelphotonen-Emissions-Computertomographiesystems. Das Verfahren umfasst ferner das Kollimieren von Gammastrahlen, die unter Verwendung von einem oder mehreren Lochdetektormodulen von dem Subjekt abgegeben werden. Jedes Lochdetektormodul umfasst einen Kollimator mit einer oder mehreren Lochöffnungen und einer Detektoranordnung. Das Verfahren umfasst ferner das Detektieren von Gammastrahlen, die durch die eine oder mehreren Lochöffnungen durchgehen, mit der entsprechenden Detektoranordnung. Das Verfahren umfasst ferner das Erzeugen von einem oder mehreren Signalen in Antwort auf die detektierten Gammastrahlen. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen einer Fokuslänge für mindestens eins der Lochdetektormodule basierend auf dem einen oder den mehreren erzeugten Signalen.
  • FIGUREN
  • [0010]
    Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden werden, wenn die nachstehende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren gelesen wird, in denen gleiche Zeichen durchweg gleiche Teile darstellen, wobei:
  • [0011]
    1 eine Darstellung eines beispielhaften SPECT-Systems ist, das eine Kollimatoranordnung mit einer einstellbaren Fokuslänge gemäß den Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens umfassen kann;
  • [0012]
    24 Darstellungen eines Abschnitts einer Kollimatoranordnung sind, um eine Lochöffnung gemäß den Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens darzustellen;
  • [0013]
    516 die Einstellung einer Fokuslänge zwischen einer Lochöffnung und einer Detektoranordnung gemäß den Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens darstellen;
  • [0014]
    1718 Querschnittansichten eines beispielhaften Lochdetektormoduls sind, das so konfiguriert ist, dass es eine einstellbare Fokuslänge gemäß den Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens aufweist;
  • [0015]
    19 eine voraussichtliche Schnittansicht eines Lochdetektormoduls ähnlich den Modulen von 17-18 ist, um die einstellbare Fokuslänge gemäß den Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens darzustellen; und
  • [0016]
    2021 eine Vielzahl an Lochdetektormodulen ähnlich dem Lochdetektormodul von 1719 ist und um einen Patientenquerschnitt angeordnet ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • [0017]
    1 stellt ein beispielhaftes SPECT-System 10 zum Erfassen und Verarbeiten von Bilddaten gemäß den beispielhaften Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens dar. Wie dargestellt, kann das SPECT-System 10 eine Kollimatoranordnung 12 und eine Detektoranordnung 14 umfassen. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, kann die Fokuslänge zwischen einer oder mehreren Lochöffnungen in der Kollimatoranordnung 12 und der Detektoranordnung 14 eingestellt werden, um zum Beispiel die Auflösung und die Empfindlichkeit des Systems zu modifizieren. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das SPECT-System 10 auch ein Steuermodul 16, ein Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18, einen Bedienplatz 20 und einen Bildanzeigeplatz 22. Jede der vorstehend erwähnten Komponenten wird in den nachstehenden Abschnitten ausführlicher erläutert.
  • [0018]
    Wie dargestellt, kann eine Subjekttragkonstruktion 24 (z. B. ein Tisch) in ein Sichtfeld 26 des SPECT-Systems 10 in Position bewegt werden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Subjekttragkonstruktion 24 so konfiguriert, dass sie ein Subjekt 28 (z. B. einen Menschen, ein kleines Tier, eine Pflanze, ein poröses Objekt etc.) in Abtastposition tragen kann. Alternativ kann die Subjekttragkonstruktion 24 stationär sein, während das SPECT-System 10 um das Subjekt 28 herum in Abtastposition bewegt werden kann. Fachleute werden anerkennen, dass das Subjekt 28 in jeder geeigneten Abtastposition getragen werden kann. Zum Beispiel kann das Subjekt 28 in dem Sichtfeld 26 in einer im Wesentlichen vertikalen Position, einer im Wesentlichen horizontalen Position oder jeder anderen für die gewünschte Abtastung geeigneten Position (z. B. schräg) getragen wer den. In der SPECT-Bildgebung wird dem Subjekt 28 typischerweise eine Lösung injiziert, die einen radioaktiven Indikator enthält. Die Lösung wird in dem gesamten Subjekt 28 verteilt und je nach verwendetem Indikator und im Falle von lebenden Subjekten, der Funktion der Organe und Gewebe, in verschiedenen Graden absorbiert. Der radioaktive Indikator gibt während eines Kernzerfallereignisses elektromagnetische Strahlen (z. B. Photonen oder Gammaquanten) ab, die als Gammastrahlen bekannt sind, in 1 als Gammastrahlen 30 dargestellt.
  • [0019]
    Wie zuvor erwähnt, umfasst das SPECT-System 10 eine Kollimatoranordnung 12, die die Gammastrahlen 30, die von dem in dem Sichtfeld 26 positionierten Subjekt 28 ausgehen, kollimiert. Die Kollimatoranordnung 12 kann zwischen der Detektoranordnung 14 und dem Sichtfeld 26 angeordnet sein und ein strahlungsabsorbierendes Material, wie z. B. Blei oder Wolfram, enthalten. Im Wesentlichen ist die Kollimatoranordnung 12 so konfiguriert, dass sie die Richtung und die Winkeldivergenz der Gammastrahlen 30 begrenzt und definiert. Gemäß den Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens kann die Kollimatoranordnung 12 einen Lochkollimator mit einer oder mehreren darin gebildeten Lochöffnungen umfassen. Wie in Bezug auf die nachstehenden Figuren ausführlicher erläutert wird, kann die Fokuslänge (d. h. die Länge zwischen einer Lochöffnung und der Detektoranordnung 14) von mindestens einer der Lochöffnungen eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Auflösung und die Empfindlichkeit des Systems modifiziert werden, ohne die gesamte Kollimatoranordnung austauschen zu müssen.
  • [0020]
    Mit erneutem Bezug auf 1 erstreckt sich die Kollimatoranordnung 12 mindestens teilweise um das Sichtfeld 26. In beispielhaften Ausführungsformen kann sich die Kollimatoranordnung 12 bis zu ungefähr 360° um das Sichtfeld 26 erstrecken. Zum Beispiel kann sich die Kollimatoranordnung 12 von ungefähr 180° bis zu ungefähr 360° um das Sichtfeld 26 erstrecken. In bestimmten Ausführungsformen kann die Kollimatoranordnung 12 eine oder mehrere Lochkollimatoreinheiten umfassen, die um das Sichtfeld 26 positioniert sind, wobei jede Lochkollimatoreinheit eine oder mehrere darin gebildete Lochöffnungen aufweist.
  • [0021]
    Die Gammastrahlen 30, die durch die Lochöffnungen in der Kollimatoranordnung 12 durchgehen, treffen auf die Detektoranordnung 14 auf. Aufgrund der Kollimation der Gammastrahlen 30 durch die Kollimatoranordnung 12 kann die Detektion der Gammastrahlen 30 verwendet werden, um die Antwortlinie zu bestimmen, entlang welcher jeder der Gammastrahlen 30 vor dem Auftreffen auf die Detektoranordnung 14 gewandert ist, was die Lokalisierung des Ursprungs eines jeden Gammastrahls zu dieser Linie ermöglicht. Im Wesentlichen kann die Detektoranordnung 14 eine Vielzahl von Detektorelementen umfassen, die konfiguriert sind, um die Gammastrahlen 30 zu detektieren, die von dem Subjekt 28 in dem Sichtfeld 26 ausgehen und durch eine oder mehrere Lochöffnungen der Kollimatoranordnung 12 durchgehen. In beispielhaften Ausführungsformen erzeugt jedes Detektorelement ein elektrisches Signal in Antwort auf das Auftreffen der Gammastrahlen 30.
  • [0022]
    Wie Fachleute anerkennen werden, können die Detektorelemente der Detektoranordnung 14 jedes beliebige Material oder jede beliebige Schaltung aus einer Vielzahl an geeigneten Materialien und/oder Schaltungen umfassen, um das Auftreffen der Gammastrahlen 30 zu detektieren. Beispiels weise können die Detektorelemente eine Vielzahl an Festdetektorelementen umfassen, die als eindimensionale oder zweidimensionale Arrays bereitgestellt sein können. In einer anderen Ausführungsform können die Detektorelemente der Detektoranordnung 14 eine Szintillationsanordnung und PMTs oder andere Lichtsensoren umfassen.
  • [0023]
    Darüber hinaus können die Detektorelemente in der Detektoranordnung 14 in jeder geeigneten Weise angeordnet werden. Zum Beispiel kann sich die Detektoranordnung 14 mindestens teilweise um das Sichtfeld 26 erstrecken. In bestimmten Ausführungsformen kann die Detektoranordnung 14 modulare Detektorelemente umfassen, die um das Sichtfeld 26 angeordnet sind. Alternativ kann die Detektoranordnung 14 in einem Ring angeordnet sein, der sich bis zu 360° um das Sichtfeld 26 erstreckt. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann sich die Detektoranordnung 14 von ungefähr 180° bis zu ungefähr 360° um das Sichtfeld 360° erstrecken. Der Ring aus Detektorelementen kann flache Platten oder gekrümmte Detektoroberflächen (z. B. einen NaI-Ring) umfassen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Ring 910 Festdetektorplatten umfassen, wobei jede Detektorplatte vier Detektormodule umfasst. Fachleute werden anerkennen, dass der Ring nicht kreisförmig sein muss, sondern die Detektorelemente zum Beispiel auch in einem elliptischen Ring angeordnet oder entsprechend dem Körperprofil des Subjekts 28 nachgeformt werden können. Des Weiteren kann in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen die Detektoranordnung 14 an ihrer Tragbasis kardanisch aufgehängt werden, z. B. so, dass willkürliche Schichtwinkel erfasst werden können.
  • [0024]
    Um die mehreren Antwortlinien zu erfassen, die von dem Subjekt 28 in dem Sichtfeld 26 während einer Abtastung ausgehen, kann die Kollimatoranordnung 12 konfiguriert werden, um um das in dem Sichtfeld 26 positionierte Subjekt 28 zu rotieren. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann die Kollimatoranordnung 12 konfiguriert werden, um in Bezug auf die Detektoranordnung 14 zu rotieren. Beispielsweise kann die Detektoranordnung 14 stationär sein, während die Kollimatoranordnung 12 konfiguriert sein kann, um um das Sichtfeld 26 zu rotieren. Alternativ kann die Detektoranordnung 14 rotieren, während die Kollimatoranordnung 12 stationär ist. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen können sowohl die Kollimatoranordnung 12 als auch die Detektoranordnung 14 konfiguriert werden, um entweder gemeinsam oder unabhängig von einander zu rotieren. Alternativ ist, wenn ausreichend Lochöffnungen in der Kollimatoranordnung 12 bereitgestellt sind, eine Rotation nicht erforderlich.
  • [0025]
    Wie dargestellt, umfasst ein SPECT-System 10 ferner ein Steuermodul 16. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Steuermodul eine oder mehrere Motorsteuerungen 32 und ein Datenerfassungsmodul 34. Im Wesentlichen kann die Motorsteuerung 32 die Rotationsgeschwindigkeit und die Position der Detektoranordnung 14, der Kollimatoranordnung 12 und/oder die Position der Subjekttragkonstruktion 24 steuern. Des Weiteren können die Motorsteuerungen 32 die Ausrichtung der einzelnen Detektoren 14 steuern, die sich unabhängig oder in Kombination mit Abschnitten der Kollimatoranordnung 12 bewegen können. Ferner können die Motorsteuerungen 32 Aktuatoren betreiben, um die Trennung zwischen der Detektoranordnung 14 und der Kollimatoranordnung 12 zu ändern, und daher die Fokuslänge ändern. Das Datenerfassungsmodul 34 kann konfiguriert werden, um die Sig nale zu erhalten, die in Antwort auf das Auftreffen der Gammastrahlen 30 auf die Detektoranordnung 14 erzeugt wurden. Zum Beispiel kann das Datenerfassungsmodul 34 abgetastete elektrische Signale aus der Detektoranordnung 14 empfangen und die Daten für die nachfolgende Verarbeitung durch das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 in digitale Signale umwandeln.
  • [0026]
    Fachleute werden anerkennen, dass jedes geeignete Verfahren zur Datenerfassung mit dem SPECT-System 10 verwendet werden kann. Beispielsweise können die für die Bildrekonstruktion erforderlichen Daten in einer Liste oder einem Framemodus erfasst werden. In einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens können Gammastrahlenereignisse (z. B. das Auftreffen von Gammastrahlen 30 auf die Detektoranordnung 14), die Bewegung der Abtasteinheit 16 (z. B. Bewegung der Kollimatoranordnung 12, die Position der Detektoranordnung 14 und die Position der Subjekttragkonstruktion 24) und physiologische Signale (z. B. Herzschlag und Atmung) in einem Listenmodus erfasst werden. Der Listenmodus kann für beispielhafte Ausführungsformen geeignet sein, in denen die Impulsrate relativ gering ist und viele Pixel in jeder Position der Abtasteinheit oder dem physiologischen Tor keine Impulse aufnehmen. Alternativ können Frames und physiologische Tore erfasst werden, indem die Abtasteinheit schrittweise bewegt und die Anzahl der Ereignisse in jedem Pixel während jeder Framezeit und Herz- oder Atmungszyklusphase gespeichert wird. Der Framemodus kann zum Beispiel dort geeignet sein, wo die Impulsrate relativ hoch ist und die meisten Pixel Impulse in jeder Position der Abtasteinheit oder dem physiologischen Tor aufnehmen.
  • [0027]
    In der dargestellten Ausführungsform ist das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 mit dem Datenerfassungsmodul 34 verbunden. Die von dem Datenerfassungsmodul 34 erfassten Signale können zur Bildrekonstruktion an das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 geliefert werden. Das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 kann eine elektronische Schaltung umfassen, um erfasste Signale zu empfangen, und eine elektronische Schaltung, um die von dem Datenerfassungsmodul 34 empfangenen erfassten Signale aufzubereiten. Ferner kann das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 ein Verarbeiten umfassen, um die Funktionen des SPECT-Systems 10 aufzubereiten und für die Rekonstruktion der erfassten Signale geeignete Rekonstruktionsalgorithmen zu implementieren. Das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 kann einen digitalen Signalprozessor, einen Speicher, eine Zentraleinheit (CPU) oder Ähnliches zum Verarbeiten der erfassten Signale umfassen. Wie anerkannt werden wird, kann das Verarbeiten die Verwendung von einem oder mehreren Computern umfassen. Das Hinzufügen einer separaten CPU kann zusätzliche Funktionen für die Bildrekonstruktion bereitstellen, umfassend, aber nicht darauf begrenzt, Signalverarbeitung der empfangenen Daten und Übertragung der Daten an den Bedienplatz 20 und den Bildanzeigeplatz 22. In einer Ausführungsform kann die CPU innerhalb des Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmoduls 18 begrenzt sein, während in einer anderen Ausführungsform eine CPU ein Einzelplatzgerät umfassen kann, das von dem Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 getrennt ist.
  • [0028]
    Das rekonstruierte Bild kann an den Bedienplatz 20 geliefert werden. Der Bedienplatz 20 kann von einem Systembediener verwendet werden, um Steueranweisungen an einige o der alle beschriebenen Komponenten zu liefern und die verschiedenen Bedienparameter zu konfigurieren, die die Datenerfassung und Bilderzeugung unterstützen. Ein mit dem Bedienplatz 20 verbundener Bildanzeigeplatz 22 kann verwendet werden, um das rekonstruierte Bild zu betrachten. Es sollte ferner beachtet werden, dass der Bedienplatz 20 und der Bildanzeigeplatz 22 mit anderen Ausgabegeräten verbunden werden kann, die Drucker und Standard- oder Spezialcomputermonitore umfassen können. Im Wesentlichen können Anzeigen, Drucker, Arbeitsplätze und ähnliche mit dem SPECT-System 10 gelieferten Geräte nah an den Datenerfassungskomponenten liegen oder können von diesen Komponenten entfernt sein, wie z. B. an anderer Stelle in der Institution oder dem Krankenhaus oder an einem völlig anderen Ort stehen, und über ein oder mehrere konfigurierbare Netzwerke, wie z. B. dem Internet, virtuellen privaten Netzwerken und so weiter, mit dem Bilderfassungssystem verbunden sein. Beispielsweise kann der Bedienplatz 20 und/oder das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 über ein Netzwerk (in 1 als Internet 38 dargestellt) mit einem entfernten Bildanzeigeplatz 36 verbunden sein.
  • [0029]
    Darüber hinaus werden Fachleute anerkennen, dass jedes geeignete Verfahren zur Bildrekonstruktion mit dem SPECT-System 10 verwendet werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform kann iterative Rekonstruktion (z. B. ordered subsets expectation maximization, OSEM) verwendet werden. Die iterative Rekonstruktion kann zum Beispiel dank ihrer Geschwindigkeit und der Fähigkeit, die Auflösung und das Rauschen der Rekonstruktion auszugleichen, indem die Konvergenz und die Anzahl der Iterationen variiert werden, für bestimmte Implementationen des SPECT-Systems 10 geeignet sein.
  • [0030]
    Während in der dargestellten Ausführungsform das Steuermodul 16 (umfassend das Datenerfassungsmodul 34 und die Motorsteuerung 32) und das Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul 18 außerhalb der Detektoranordnung 14 und des Bedienplatzes 20 dargestellt sind, können in bestimmten anderen Implementationen einige dieser oder alle diese Komponenten Teil der Detektoranordnung 14, des Bedienplatzes 20 und/oder anderer Komponenten des SPECT-Systems 10 sein.
  • [0031]
    Mit Bezug auf 2 und 3 wird eine Sicht auf eine Lochöffnung 40 in der Kollimatoranordnung 12 dargestellt. Es wird lediglich ein Abschnitt der Kollimatoranordnung 12 dargestellt, um zu zeigen, wie die Gammastrahlen durch die Lochöffnung 40 durchgehen. Wie in 2 und 3 dargestellt, öffnet sich die Lochöffnung 40 auf beiden Seiten in Form eines Kegels: von der Innenfläche 42 zum Sichtfeld 26 und von der Außenfläche 44 zur Detektoranordnung 14. Bei dieser Anordnung können die in eine Richtung schräg zur Lochöffnung 40 wandernden Gammastrahlen durch die Kollimatoranordnung 12 durchgehen. Dementsprechend würden die Gammastrahlen, die durch die Lochöffnung 40 durchgehen, eine kegelförmige Strahlengeometrie aufweisen, wie von den Gammastrahlen 30 angezeigt. Die Gammastrahlen, die nicht durch die Lochöffnung 40 durchgehen, würden zumindest im Wesentlichen von der Kollimatoranordnung 12 absorbiert. In der dargestellten Ausführungsform wird die Lochöffnung 40 von winkelförmigen Segmenten 46 der Kollimatoranordnung 12 definiert. Fachleute werden anerkennen, dass das Variieren des Winkels der winkelförmigen Segmente 46 zum Beispiel das Sichtfeld der Lochöffnung 49, den Umfang der potentiellen Überlappung der auf die Detektoranordnung 14 projizierten Lochkegelstrahlen, die Empfindlichkeit der Lochöffnung 40 und den Anteil der Gammastrahlen beeinflusst, die die Kanten der Kollimatoranordnung 12 durchdringen, welche die Lochöffnung 40 umgeben.
  • [0032]
    Wie in 2 dargestellt, kann die eine oder können die mehreren Lochöffnungen (wie z. B. die Lochöffnung 40) in der Kollimatoranordnung 12 eine im Wesentlichen kreisförmige Konfiguration aufweisen. Allerdings sind auch andere Öffnungskonfigurationen geeignet. Zum Beispiel kann die Kollimatoranordnung 12 mit Öffnungskonfigurationen konfiguriert sein, die im Wesentlichen polygonal (z. B. dreiseitig, vierseitig, fünfseitig, sechsseitig und so weiter) oder im Wesentlichen gekrümmt (z. B. elliptisch, kreisförmig und so weiter) sind. Zum Beispiel stellt 4 eine perspektivische Sicht einer Lochöffnung 40 in der Kollimatoranordnung 12 mit einer im Wesentlichen polygonalen Konfiguration und im Besonderen mit einer im Wesentlichen quadratischen Konfiguration dar. Fachleute werden anerkennen, dass die Konfiguration der Lochöffnung ausgewählt werden kann basierend auf der gewünschten Auflösung, der Empfindlichkeit, dem Sichtfeld und so weiter, umfassend die Berücksichtigung der Leistung des Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmoduls 18. Ferner werden Fachleute anerkennen, dass die Veränderung der Öffnungskonfiguration im Wesentlichen die Auflösung, die Empfindlichkeit und das Sichtfeld des SPECT-Systems 10 beeinflussen wird. In bestimmten Ausführungsformen kann eine oder können mehrere der Lochöffnungen 40 eine einstellbare Öffnung aufweisen, um die Auswahl verschiedener Punkte entlang der Empfindlichkeit-gegen-Auflösung-Kurve während derselben Abtastung zu ermöglichen, ohne das Subjekt aus dem Sichtfeld 26 zu entfernen. Außerdem kann der die Lochöffnung 40 umgebende Abschnitt der Kollimatoranordnung 12 aus demselben oder einem anderen Material hergestellt werden, wie dem für den Rest der photonenabsorbierenden Kollimatoranordnung 12 verwendeten Material.
  • [0033]
    Darüber hinaus kann bzw. können, wie in 3 dargestellt, die eine oder die mehreren Lochöffnungen (wie z. B. die Lochöffnung 40) in der Kollimatoranordnung 12 im Wesentlichen scharfe Lochöffnungskanten aufweisen. Wie dargestellt, definieren die winkelförmigen Abschnitte 46 eine Lochöffnung 40 mit der Konfiguration einer Messerschneide. Fachleute werden anerkennen, dass die Veränderung der Öffnungskantenkonfiguration im Wesentlichen die Auflösung, die Empfindlichkeit und das Sichtfeld des SPECT-Systems 10 beeinflussen wird. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Kollimatoranordnung 12 mit Lochöffnungskanten konfiguriert werden, die scharf (z. B. Messerschneide wie in 3) oder abgestumpft (z. B. Kielkante oder abgerundete Kante) sind. Allerdings sind auch andere Öffnungskantenkonfigurationen geeignet. Fachleute werden anerkennen, dass die Konfiguration der Lochöffnungskante ausgewählt werden kann basierend auf der gewünschten Auflösung, der Empfindlichkeit, dem Sichtfeld und so weiter, umfassend die Berücksichtigung der Leistung des Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmoduls 18.
  • [0034]
    Mit Bezug auf 57 wird die Einstellung der Fokuslänge zwischen der Lochöffnung 40 und der Detektoranordnung 14 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens dargestellt. In 5 wird die Fokuslänge zwischen der Lochöffnung 40 und der Detektoranordnung 14 durch das Bezugszeichen f1 dargestellt. Wie in 57 dargestellt, kann die Fokuslänge zwischen der Lochöffnung 40 und der Detektoranordnung 14 von f1 bis f2 vergrößert oder von f1 bis f3 verringert werden. Wie anerkannt werden wird, resultiert das Vergrößern (oder Verringern) der Fokuslänge im Wesentlichen in einer entsprechenden Vergrößerung (oder Verringerung) der Größe der Projektion 49 des Objekts 48 auf der Detektoranordnung 14. Wie in 5 dargestellt, erfolgt keine Vergrößerung des Objekts 48 und die Projektion 49 des Objekts 48 ist entgegengesetzt ausgerichtet. Wie in 6 dargestellt, sollte die Fokuslänge zu einer entsprechenden Ausdehnung (Vergrößerung) der Projektion 49 der Quelle führen, wenn sich die Lochöffnung 40 weiter von der Detektoranordnung 14 weg bewegt. Wie in 7 dargestellt, führte die Verringerung der Fokuslänge zu einer entsprechenden Verringerung (Verkleinerung) der Projektion 49 der Quelle, wenn sich die Lochöffnung 40 näher zur Detektoranordnung 14 bewegt. Es sollte beachtet werden, dass bei diesem Beispiel die Objektlänge zwischen der Quelle 48, die die Gammastrahlen 30 ausstrahlt, und der Detektoranordnung 14 festgelegt und als Dfixed dargestellt ist. Andere Ausführungsformen dieser Erfindung, die eine variable Objektlänge umfassen, werden nachstehend erläutert.
  • [0035]
    Wie anerkannt werden wird, können zum Einstellen der Fokuslänge die Lochöffnung 40 und die Detektoranordnung 14 in Bezug zueinander bewegt werden. Zum Beispiel kann die Detektoranordnung 14 näher zur Lochöffnung 40 bewegt werden, um die Fokuslänge zu verringern oder umgekehrt. Gleichermaßen kann die Detektoranordnung 14 von der Lochöffnung 40 weg bewegt werden, um die Fokuslänge zu vergrößern oder umgekehrt. Während die vorangegangene Erläuterung die Bewegung der Detektoranordnung 14 oder der Lochöffnung 40 beschreibt, um die Fokuslänge einzustellen, werden Fachleute anerkennen, dass die Bewegung von sowohl der Detektoranord nung 14 als auch der Lochöffnung 40 zur Einstellung der Fokuslänge verwendet werden kann.
  • [0036]
    Wie zuvor erwähnt, kann die Fokuslänge zwischen einer oder mehreren Lochöffnungen in der Kollimatoranordnung 12 und der Detektoranordnung 14 eingestellt werden, um zum Beispiel die Auflösung und die Empfindlichkeit des Systems zu modifizieren. Im Gegensatz dazu sind herkömmliche Bildgebungssysteme typischerweise so gestaltet, dass sie eine festgelegte Fokuslänge für eine spezielle Kollimatoranordnung aufweisen, wobei die Einstellung der Fokuslänge nicht ohne einen zeitaufwändigen Austausch des Kollimators durchgeführt werden kann. Allerdings kann gemäß den Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens die Fokuslänge zwischen einer speziellen Kollimatoranordnung 12 und der Detektoranordnung 14 ohne die Notwendigkeit eines Kollimatoraustausches eingestellt werden. In der Tat kann gemäß den beispielhaften Ausführungsformen die Fokuslänge individuell oder gesammelt für jede Lochöffnung in der Kollimatoranordnung 12 eingestellt werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Fokuslänge geändert werden, um für jede Lochöffnung im Wesentlichen dieselbe Bildvergrößerung (oder Verkleinerung) bereitzustellen. Darüber hinaus kann in beispielhaften Ausführungsformen die Fokuslänge geändert werden, um die Verwendung der Detektorfläche für jede Lochöffnung zu maximieren. Wie anerkannt werden wird, sollte das Vergrößern der Fokuslänge im Wesentlichen die Systemauflösung vergrößern, wenn keine Änderung in dem Abstand zwischen der Quelle 48 und der Lochöffnung 40 vorliegt. Umgekehrt sollte das Verringern der Fokuslänge im Wesentlichen die Systemauflösung verringern, wenn keine Änderung in dem Abstand zwischen der Quelle 48 und der Lochöffnung 40 vorliegt.
  • [0037]
    816 beschreiben drei zusätzliche Beispiele zur Einstellung der Fokuslänge zwischen der Lochöffnung 40 und der Detektoranordnung 14. Wie in 810 dargestellt, kann die Fokuslänge zwischen der Lochöffnung 40 und der Detektoranordnung 14 von f1 bis f2 vergrößert oder von f1 bis f3 verringert werden, ohne dabei den Abstand dfixed von dem Objekt 48 zu der Lochöffnung 40 zu ändern. Wie vorstehend erläutert, führt das Vergrößern (oder Verringern) der Fokuslänge im Wesentlichen zu einer entsprechenden Vergrößerung (oder Verringerung) der Größe der Projektion 49 des Objekts 48 auf dem Detektor 14. 8 stellt keine Vergrößerung des Objekts 48 dar und die Projektion 49 des Objekts 48 ist entgegengesetzt ausgerichtet. 9 stellt die Projektion 49 des vergrößerten Objekts 48 dar (z. B. 2X), wenn sich die Detektoranordnung 14 von der Lochöffnung 40 weg bewegt. 10 stellt die minimierte Projektion 49 des Objekts 48 (z. B. 1/2X) in der Ebene der Detektoranordnung 14 dar, wenn sich die Detektoranordnung 14 zu der Lochöffnung 40 bewegt.
  • [0038]
    In der dargestellten Ausführungsform variiert die Objektlänge von dem Objekt 48 zu der Detektoranordnung 14, wenn die Fokuslänge eingestellt ist. Wie dargestellt, nimmt die Objektlänge von D1 zu D2 zu, wenn die Fokuslänge f1 zu f2 zunimmt und nimmt die Objektlänge von D1 zu D3 ab, wenn die Fokuslänge von f1 zu f3 abnimmt. Da die Differenz zwischen der Objektlänge und der Fokuslänge nicht variiert (D1 – f1 = D2 – f2 = D3 – f3), bleibt der Abstand dfixed von dem Objekt 48 zu der Lochöffnung 40 unverändert. Deshalb bleibt die Empfindlichkeit konstant, selbst wenn sich die Bildauflösung ändert. Wie anerkannt werden wird, kann die Änderung der Bildauflösung ohne Änderung der Empfindlichkeit verwendet werden, um zum Beispiel eine interessierende Region herauszufinden und anschließend mit einer höheren Auflösung ein kleineres Merkmal in der interessierenden Region zu fokussieren. Das kann zum Beispiel beim klinischen Untersuchen von möglichen Krebsmetastasen hilfreich sein.
  • [0039]
    Wie in 1113 dargestellt, kann die Fokuslänge eingestellt werden, um die Größe des Sichtfeldes 26 zu ändern. In der dargestellten Ausführungsform sind drei verschiedene Sichtfeldgrößen 26 dargestellt, die drei verschiedenen Fokuslängen f1, f2 und f3 entsprechen, während die Objektlänge Dfixed von der Mitte des Sichtfeldes 26 zu der Detektoranordnung 14 unverändert ist. 11 stellt für eine Fokuslänge f1 keine Vergrößerung eines Objekts in dem Sichtfeld 26 dar. 12 stellt für eine Fokuslänge f2 eine Vergrößerung (z. B. 2X) eines Objekts in dem Sichtfeld 26 dar. 13 stellt für eine Fokuslänge f3 eine Verringerung (z. B. 1/2X) dar. Da die Differenz zwischen der Objektlänge und der Fokuslänge variiert, ändert sich der Abstand von der Mitte des Sichtfeldes 26 zu der Lochöffnung 40, wenn die Fokuslänge eingestellt wird. Wie dargestellt, nimmt der Abstand von der Mitte des Sichtfeldes 26 zu der Lochöffnung 40 von d1 zu d2 ab, wenn die Fokuslänge von f1 zu f2 zunimmt und nimmt der Abstand von d1 zu d3 zu, wenn die Fokuslänge von f1 zu f3 abnimmt. Dementsprechend nimmt die Empfindlichkeit zu und die Größe des Sichtfeldes 26 ab, wenn der Abstand von der Mitte des Sichtfeldes 26 zur Lochöffnung abnimmt und nimmt die Empfindlichkeit ab und die Größe des Sichtfeldes 26 zu, wenn der Abstand von der Mitte des Sichtfeldes 26 zur Lochöffnung zunimmt. Die in 1113 dargestellte Ausführungsform kann zum Beispiel in ein Bildgebungssystem mit einer festen Detektoranordnung 14 an einer Abtasteinrichtung eingebaut sein, die fähig ist, eine größere interessierende Region mit geringerer Auflösung und Empfindlichkeit ausfindig zu machen und anschließend mit höherer Auflösung und Empfindlichkeit eine kleinere Region fokussiert.
  • [0040]
    Wie in 1416 dargestellt, kann die Fokuslänge eingestellt werden, um die Verwendung der Detektoranordnung 14 zu maximieren, wenn die Objektlänge von der Detektoranordnung 14 zu dem Objekt 48 geändert wird. Zum Beispiel kann die Fokuslänge eingestellt werden, um eine Projektion 49 zu erzeugen, die die verfügbare empfindliche Fläche der Detektoranordnung 14 maximiert. 1416 stellen drei verschiedene Objektlängen D1, D2 und D3 von dem Objekt 48 zu der Detektoranordnung 14 dar. Wie dargestellt, kann die Fokuslänge so eingestellt werden, dass sich die Projektion 49 des Objekts 48 so erstreckt, dass sie der verfügbaren Detektoranordnung 14 entspricht. 14 stellt eine Projektion 49 des Objekts 48 dar, welche die Detektoranordnung für eine Fokuslänge f1 vollständig verwendet. 15 und 16 stellen Fokuslängen f2 und f3 dar, die größer bzw. kleiner eingestellt wurden, so dass die Projektion 49 des Objekts 48 die Detektoranordnung 14 ebenfalls vollständig verwendet.
  • [0041]
    Vorteilhafterweise können die beispielhaften Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens verwendet werden, um während einer Untersuchung die Fokuslänge zwischen einer oder mehreren Lochöffnungen und der Detektoranordnung 14 einzustellen. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, die Fokuslänge für das in dem Bildgebungssystem 10 positionierte Subjekt 28 individuell einzustellen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Fokuslänge eingestellt werden, um im Wesentlichen dieselbe Bildvergrößerung (oder Verkleinerung) für jede Lochöffnung bereitzustellen. Zum Beispiel kann gewünscht werden, das Herz eines Subjekts abzubilden. Wie erkannt werden wird, wird das Herz eines Subjekts im Wesentlichen nicht in dem Sichtfeld zentriert, da es typischerweise exzentriert und anterior ist. Dementsprechend wird der Abstand von dem Herz des Subjekts zu jeder Lochöffnung in der Kollimatoranordnung 12 variieren. Wenn die Fokuslänge für jede Lochöffnung gleich ist, wird das für jede Lochöffnung zu einer anderen Vergrößerung (oder Verkleinerung) führen. Es kann jedoch wünschenswert sein, das Herz für jede Lochöffnung mit der im Wesentlichen gleichen Vergrößerung (oder Verkleinerung) abzubilden. Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens kann die Fokuslänge zwischen einer oder mehreren Lochöffnungen und der Detektoranordnung 14 so eingestellt werden, dass das Herz für jede Lochöffnung im Wesentlichen mit der gleichen Vergrößerung (oder Verkleinerung) abgebildet wird.
  • [0042]
    17 und 18 stellen ein Verfahren zum Implementieren einer Lochöffnung mit einer einstellbaren Fokuslänge dar, gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens. In der beispielhaften Ausführungsform ist ein Lochdetektormodul 50 dargestellt, das einen Lochkollimator 52 mit mindestens einer darin gebildeten Lochöffnung 40 und einer Detektorplatte 56 umfasst. Wie dargestellt, können der Lochkollimator 52 und die Detektorplatte 56 durch eine faltbare Anordnung 58 verbunden sein. Zum Beispiel kann die faltbare Anordnung 58 eine Blasebalganordnung sein. Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann die faltbare Anordnung 58 konfiguriert werden, um die Fokuslänge zwischen der Lochöffnung 40 und der Detektorplatte 56 einzustellen.
  • [0043]
    In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die faltbare Anordnung 58 eine Vielzahl Abschnitte (z. B. Platten), die faltbar sind, um die Fokuslänge zwischen der Detektorplatte 56 und der Lochöffnung 40 einzustellen. Wie dargestellt, kann die faltbare Anordnung 58 Deckplatten 60 umfassen, von denen jede mit der Detektorplatte 56 verbunden sein kann. Ferner kann die faltbare Anordnung 58 Bodenplatten 64 umfassen, von denen jede mit dem Lochkollimator 52 verbunden sein kann. Die Deckenplatten 60 und die Bodenplatten 64 können jeweils ein gammastrahlabsorbierendes Material enthalten, um den Detektor vor den Gammastrahlen abzuschirmen, die nicht durch die Lochöffnung 40 durchgehen. Ferner sollten entweder die Deckenplatten 60 oder die Bodenplatten 64 so konfiguriert sein, dass sie sich in die Richtung zum Ändern der Fokuslänge f4 bewegen, um das Lochdetektormodul 50 zu falten (oder auszufahren) und somit die Einstellung der Fokuslänge durchzuführen. Zum Beispiel können die Bodenplatten 64 verschiebbar mit den Deckenplatten 60 verbunden sein, um das Lochdetektormodul in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung zu falten (oder auszufahren). Wie in 17 dargestellt, weisen, wenn die faltbare Anordnung 50 vollständig ausgefahren ist, die Detektorplatte 56 und eine Lochöffnung 40 eine maximale Fokuslänge f4 auf. Wie anerkannt werden wird, kann die Fokuslänge durch Falten der Deckenplatten 60 und der Bodenplatten 64 von einer maximalen Fokuslänge f4 zu einer verringerten Fokuslänge f5 reduziert werden, wie in 17 und 18 dargestellt.
  • [0044]
    In der in 17 und 18 dargestellten beispielhaften Ausführungsform kann die Detektorplatte 56 ein oder mehrere Festdetektorelemente umfassen, die als eindimensionale oder zweidimensionale Arrays bereitgestellt sein können. Wie anerkannt werden wird, kann, während eine flache Detektor platte dargestellt ist, jede beliebige geeignete Detektoranordnung in dem Lochdetektormodul verwendet werden, wie z. B. eine Szintillationsanordnung und PMTs oder andere Lichtsensoren. Wie anerkannt werden wird, können auch gekrümmte Detektoren verwendet werden.
  • [0045]
    Mit Bezug auf 19 ist eine Schnittansicht des Lochdetektormoduls 50 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens dargestellt. Im Wesentlichen kann das Lochdetektormodul 50 einen Lochkollimator 52 mit mindestens einer darin gebildeten Lochöffnung 40 und einer Detektorplatte 56 umfassen, wobei die Fokuslänge von der Lochöffnung 40 zu der Detektorplatte 56 einstellbar ist. Wie dargestellt, umfasst das Lochdetektormodul 50 ferner Bodenplatten 64, die mit dem Lochkollimator 52 verbunden sind. Die Bodenplatten 64 können verschiebbar mit den Deckenplatten 60 verbunden sein. Wie dargestellt, können die Deckenplatten 60 mit einer Endplatte 68 des Lochdetektormoduls 50 verbunden sein. Die Detektorplatte 56 kann an einer Innenfläche (nicht dargestellt) der Endplatte 68 angebracht sein. Wie vorstehend erläutert, kann das Lochdetektormodul 50 so konfiguriert sein, dass die Bewegung von dem Lochkollimator 52 oder der Detektorplatte 56 in Richtung 70 die Fokuslänge einstellen sollte.
  • [0046]
    Wie anerkannt werden wird, kann ein beispielhaftes Bildgebungssystem 10 eine Vielzahl von Lochdetektormodulen 50 umfassen, die zumindest teilweise um ein Subjekt angeordnet sind. 20 stellt ein Bildgebungssystem 10 dar, das eine Vielzahl von Lochdetektormodulen 50 umfasst, die zumindest teilweise um ein Subjekt (als Subjektquerschnitt 72 dargestellt) gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens angeordnet sind. Wie nachstehend ausführli cher beschrieben wird, kann die Fokuslänge zwischen der Lochöffnung und der Detektoranordnung in jedem Lochdetektormodul 50 individuell eingestellt werden. In 20 sind auch ein Tragarm 74, eine Haltekonstruktion 76, ein Zielorgan 78 und eine Subjekttragkonstruktion 24 dargestellt, wie von Fachleuten anerkannt wird. Obwohl in 20 nicht dargestellt, kann jedes Lochdetektormodul 50 mit einer oder mehreren zusätzlichen Komponenten eines Bildgebungssystems, wie z. B. einem Steuermodul, einem Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul, einem Bedienplatz, einem Bildanzeigeplatz und/oder einem entfernten Bildanzeigeplatz, wie vorstehend mit Bezug auf 1 beschrieben, verbunden werden (z. B. über eine gedrahtete oder drahtlose Verbindung).
  • [0047]
    Wie in 20 dargestellt, können die Lochdetektormodule 50 auf einer Ebene angeordnet werden, die im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Subjektquerschnitts 72 verläuft. Wie dargestellt, können die Lochdetektormodule 50 in einer im Wesentlichen bogenförmigen Konfiguration angeordnet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist jedes Lochdetektormodul 50 mit einem Tragarm 74 verbunden, der das Lochdetektormodul 50 in einer für die Bildgebung gewünschten Position trägt. Wie anerkannt werden wird, kann der Tragarm 74 jede geeignete Form und/oder Anordnung aufweisen, um die Lochdetektormodule 50 in einer für die Abtastung gewünschten Position zu tragen. Zum Beispiel ist der Tragarm 74 als im Wesentlichen bogenförmiger Arm dargestellt, der die Lochdetektormodule 50 in einer im Wesentlichen horizontalen Position trägt. In der dargestellten Ausführungsform ist der Tragarm 74 mit der Haltekonstruktion 76 verbunden. Im Wesentlichen hält die Haltekonstruktion 76 den Tragarm 74 in einer im Wesentlichen horizontalen Position. Obwohl die in 20 dargestellte Ausführungsform den Tragarm 74 darstellt, der die Lochdetektormodule 50 in einer im Wesentlichen horizontalen Position trägt, und die Subjekttragkonstruktion 24, die das Subjekt in einer im Wesentlichen vertikalen Position trägt, umfasst das vorliegende Verfahren auch andere geeignete Konfigurationen. Zum Beispiel kann die Subjekttragkonstruktion 24 das Subjekt in einer im Wesentlichen horizontalen oder andernfalls liegenden Position tragen, während der Tragarm 74 die Lochdetektormodule 50 in einer Ebene tragen kann, die senkrecht oder schräg zur Längsachse des Subjekts verläuft.
  • [0048]
    Gemäß beispielhafter Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens kann die Fokuslänge zwischen einer oder mehrerer Lochöffnungen 40 und der Detektoranordnung 56 in jedem Lochdetektormodul 50 eingestellt werden. Mit Bezug auf 21 wird eine Querschnittansicht der Lochdetektormodule 50 und des Tragarms 74 bereitgestellt, um die einstellbare Fokuslänge darzustellen. Wie in 21 dargestellt, kann jedes Lochdetektormodul 50 mindestens eine Lochöffnung 40 und die Detektorplatte 56 umfassen. Jedes Lochdetektormodul 50 kann konfiguriert werden, um die Fokuslänge zwischen der Lochöffnung 40 und der Detektorplatte 56 einzustellen. Wie dargestellt, kann eines der Lochdetektormodule 50 eingestellt werden, um eine Fokuslänge f6 aufzuweisen, während auch ein anderes Lochdetektormodul 50 eingestellt werden kann, um eine Fokuslänge f7 aufzuweisen. Die Fokuslängen der anderen Lochdetektormodule 50 können eingestellt werden, wie für eine spezielle Anwendung gewünscht. Zum Beispiel können die Fokuslängen geändert werden, um für jede Lochöffnung 40 in den Lochdetektormodulen 50 im Wesentlichen dieselbe Bildvergrößerung (oder Verkleinerung) bereitzustellen. Des Weiteren kann die Fokuslänge geändert wer den, um für jede Lochöffnung 40 die Verwendung der Detektorfläche zu maximieren.
  • [0049]
    In 21 ist ebenfalls die Verbindung zwischen den Lochdetektormodulen 50 und dem Tragarm 74 dargestellt. In beispielhaften Ausführungsformen können die Lochdetektormodule 50 beweglich mit dem Tragarm 74 verbunden sein. Zum Beispiel kann bzw. können ein oder mehrere der Lochdetektormodule 50 auf eine Weise mit dem Tragarm 74 verbunden sein, die es erlaubt, dass die Position und/oder Ausrichtung des Lochdetektormoduls 50 in Bezug auf den Patientenquerschnitt 72 eingestellt wird. In der. dargestellten Ausführungsform sind die Lochdetektormodule 50 drehbar mit dem Tragarm 74 verbunden. Wie dargestellt, kann jedes Lochdetektormodul 50 einen Verbindungsarm 80 umfassen, der sich durch eine entsprechende Öffnung 82 in dem Tragarm 74 erstreckt. Eine Kugel 84, die größer ist als die entsprechende Öffnung 82 kann sich an dem Ende des Verbindungsarms 80 befinden, um jedes Lochdetektormodul 50 mit dem Tragarm 74 zu verbinden. Wie anerkannt werden wird, kann eine Vielzahl anderer Verfahren geeignet sein, um die Lochdetektormodule 50 mit dem Tragarm 74 zu verbinden.
  • [0050]
    Während die vorangegangene Erläuterung Kollimatoren mit einer einstellbaren Fokuslänge beschrieben hat, kann bzw. können ein oder mehrere der Lochdetektormodule 50 so konfiguriert werden, dass sie eine einstellbare Ausrichtung in Bezug auf das Subjekt 28 gemäß beispielhafter Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens aufweisen. Die Ausrichtung eines jeden Lochdetektormoduls kann zum Beispiel basierend auf dem gewünschten Abschnitt des abzubildenden Subjekts 28 eingestellt werden. Das kann zum Beispiel wünschenswert sein, wenn das Herz eines Patienten in Bezug auf jedes Lochdetektormodul 50 nicht zentriert ist. Wie in 21 dargestellt, weist jedes der Lochdetektormodule 50 eine einstellbare Ausrichtung in Bezug auf den Patientenquerschnitt 72 auf. Dementsprechend kann die Ausrichtung eines jeden Lochdetektormoduls 50 so eingestellt werden, dass das Sichtfeld (in 21 als Gammastrahlen 30 dargestellt) das Zielorgan 78 umfasst.
  • [0051]
    Obwohl hierin lediglich bestimmte Merkmale der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, werden Fachleuten viele Modifikationen und Änderungen einfallen. Deshalb sollte verstanden werden, dass die angefügten Ansprüche beabsichtigen, alle diese Modifikationen und Änderungen als in den wahren Geist der Erfindung fallend, abzudecken.
  • [0052]
    Die Ausführungsformen beziehen sich auf ein Bildgebungssystem 10, das eine Kollimatoranordnung 12 mit einer oder mehreren darin gebildeten Öffnungen 40 umfasst. Das Bildgebungssystem 10 umfasst ferner eine Detektoranordnung 14, die so konfiguriert ist, dass in Antwort auf Gammastrahlen 30, die durch die eine oder mehrere Öffnungen 40 durchgehen, ein oder mehrere Signale erzeugt werden. Das Bildgebungssystem 10 ist so konfiguriert, dass mindestens eine der einen oder mehreren Lochöffnungen 40 eine einstellbare Fokuslänge aufweist. Die Ausführungsformen beziehen sich auch auf Verfahren zum Ändern der Kollimatorleistung und Verfahren zur Bildgebung eines Volumens.
  • 10
    SPECT-System
    12
    Kollimatoranordnung
    14
    Detektoranordnung
    16
    Steuermodul
    18
    Bildrekonstruktions- und -verarbeitungsmodul
    20
    Bedienplatz
    22
    Bildanzeigeplatz
    24
    Subjekttragkonstruktion
    26
    Sichtfeld
    28
    Subjekt
    30
    Gammastrahlen
    32
    Motorsteuerung
    34
    Datenerfassungsmodul
    36
    entfernter Bildanzeigeplatz
    38
    Internet
    40
    Lochöffnung
    42
    Innenfläche
    44
    Außenfläche
    46
    winkelförmige Segmente
    48
    Quelle
    50
    Lochdetektormodul
    52
    Lochkollimator
    54
    -
    56
    Detektorplatte
    58
    faltbare Anordnung
    60
    Deckenplatten
    62
    -
    64
    Bodenplatten
    66
    -
    68
    Endplatte
    70
    Achsrichtung
    72
    Subjektquerschnitt
    74
    Tragarm
    76
    Haltekonstruktion
    78
    Zielorgan
    80
    Verbindungsarm
    82
    entsprechende Öffnung
    84
    Kugel

Claims (10)

  1. Bildgebungssystem (10), umfassend: eine Kollimatoranordnung (12) mit einer oder mehreren darin gebildeten Öffnungen (40); und eine Detektoranordnung (14), die so eingerichtet ist, dass in Reaktion auf Gammastrahlen (30), die durch die eine oder mehreren Öffnungen (40) durchgehen, ein oder mehrere Signale erzeugt werden; wobei das Bildgebungssystem (10) so eingerichtet ist, dass mindestens eine der einen oder mehreren Öffnungen (40) eine einstellbare Fokuslänge aufweist.
  2. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Kollimatoranordnung (12) eine Vielzahl von Öffnungen (40) aufweist, wobei zwei oder mehr der Vielzahl von Öffnungen (40) eine unabhängig einstellbare Fokuslänge aufweisen.
  3. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 1, umfassend ein Mittel zum Einstellen der Fokuslänge der mindestens einen der einen oder mehreren Lochöffnungen (40).
  4. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 1, umfassend: ein Modul (18), das dazu eingerichtet ist, um das eine oder die mehreren Signale zu empfangen und das eine oder die mehreren Signale zu verarbeiten, um ein oder mehrere Bilder zu erzeugen; und einen Bildanzeigeplatz (22), der dazu eingerichtet ist, um das eine oder die mehreren Bilder anzuzeigen.
  5. Bildgebungssystem (10), umfassend: ein oder mehrere Lochdetektormodule (50), wobei jedes Lochdetektormodul (50) aufweist: einen Kollimator (52) mit einer oder mehreren darin gebildeten Öffnungen (40), wobei mindestens eins der Lochdetektormodule (50) so eingerichtet ist, dass mindestens eine der einen oder mehreren Lochöffnungen (40) in dem jeweiligen Lochdetektormodul (50) eine einstellbare Fokuslänge aufweist; und eine Detektoranordnung (56), die so eingerichtet ist, dass in Reaktion auf Gammastrahlen (30), die durch die eine oder mehreren Öffnungen (40) durchgehen, ein oder mehrere Signale erzeugt werden.
  6. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 5, mit mehreren Lochdetektormodulen (50), die um ein Volumen angeordnet sind, wobei zwei oder mehrere der Lochdetektormodule (50) dazu eingerichtet sind, um eine unabhängig einstellbare Fokuslänge aufzuweisen.
  7. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 6, umfassend einen Tragarm (74), der mit jedem Lochdetektormodul (50) verbunden ist.
  8. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 7, wobei mindestens eins der Lochdetektormodule (50) drehbar mit dem Tragarm (74) verbunden ist.
  9. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 6, wobei mindestens eins der Lochdetektormodule (50) dazu eingerichtet ist, um eine einstellbare Ausrichtung in Bezug auf das Volumen aufzuweisen.
  10. Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 5, wobei jedes Lochdetektormodul (50) eine Vielzahl Platten (60, 64) umfasst, die den Kollimator und die Detektorplatte (56) verbinden.
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